超分辨率图像重建技术是指从一组低质量、低分辨率图像中产生高质量、高分辨率图像的图像处理算法。由于硬件的物理限制或者造价问题,无法使成像设备得到较高分辨率图像的时候,求助于超分辨率技术就是一个自然的选择。它可以在一定程度上突破现有超声成像检测系统中固有的空间分辨率获取极限,获得更加清晰的超声图像,从而提高了检测系统的缺陷检测能力。基于超声成像无损检测,面向材料细微缺陷,本论文研究超声成像无损检测系统的超分辨率重建问题,研究采用超分辨率重建技术,改进和提高现有超声无损检测成像系统的图像质量,拓宽超分辨率图像处理技术的应用领域。论文研究对无损检测技术与仪器的发展具有重要的学术价值和实际意义。 论文重点对超分辨率重建技术在现有超声成像检测系统中的应用方法、实现手段以及适用性算法进行了的研究和探索,主要突出研究工作包括： (1)以提高超声成像的横向分辨率为突破口,从声束聚焦、图像融合、图像复原以及超分辨率图像重建等几个方面开展研究工作,通过对比、综合和分析,提出了基于超分辨率技术提高超声成像横向分辨率的数据软处理方法,该方法兼具图像融合和图像复原的优点,可解决现有超声图像采集系统分辨率不高问题,降低成像系统硬件复杂度。 (2)通过分析超声图像横向分辨率的影响因素以及超分辨率的实现条件,提出了一种基于微扫描技术的超声超分辨率成像的实现方法,该方法的核心是通过精密机械扫查装置实现扫描对象的精确微位移和序列超声图像精确获取,从而为实现超声成像的超分辨率在线处理创造前提。 (3)为寻求适合超声信号处理的超分辨率方法,从微位移方法、插值技术、小波变换以及分形理论出发,通过总结、分析和对比,提出可适用于超声图像处理的图像放大算法和超分辨率重建方法。仿真和实验结果都表明了该方法的有效性,但运算速度还有待于进一步提高。此外,还研究了可实现在线成像检测的超分辨率处理方法。 (4)建立了具有超分辨率成像功能的超声成像检测系统初步实验平台,并在实验系统平台上进行了包括板材水浸超声探伤、C-扫描超声成像、微扫描成像以及离线超分辨率成像等相关实验研究。实验表明：在不改变硬件设备的情况下,通过设计针对特定材料缺陷的扫描装置,在现有的超声成像检测设备上实现超分辨率成像是可行的。